Fisiologia della digestione del monogastrico (PDF)

Insegnamento Produzioni Animali Professore Carlotta Giromini Argomento Digestione monogastrico  Carlotta Giromini Argomenti trattati , Digestione e metabolismo dei nutrienti MODULO IV...

Insegnamento Produzioni Animali Professore Carlotta Giromini Argomento Digestione monogastrico  Carlotta Giromini Argomenti trattati , Digestione e metabolismo dei nutrienti MODULO IV Fisiologia digestiva del suino Fase orale, gastrica ed intestinale Digeribilità Digeribilità in vitro ed in vivo Digestione monogastrico 2 di 24  Carlotta Giromini Fisiologia della digestione del monogastrico La funzione principale dell’apparato digerente è quella di compiere una serie di operazioni di tipo meccanico ed enzimatico sugli alimenti che vengono assunti con la dieta in modo da : semplificare la struttura chimica e rendere possibile l'assorbimento dei principi nutritivi Da McDonald, 2011 Digestione monogastrico 3 di 24  Carlotta Giromini Fisiologia della digestione del monogastrico Il tratto digestivo può essere considerato come un tubo che si estende dalla bocca all'ano, rivestito di membrana mucosa, la cui funzione è la prensione, l'ingestione, la digestione, l'assorbimento del cibo e l'eliminazione dei materiali di scarto solido. Bocca Faringe Esofago Stomaco Intestino Digestione monogastrico 4 di 24  Carlotta Giromini Fisiologia della digestione del monogastrico Il movimento del contenuto intestinale lungo il tratto intestinale dipende da onde peristaltiche, le cui funzioni sono il trasporto di materiali lungo il tratto, la miscelazione dei succhi digestivi con l’alimento e messa in contatto delle sostanze nutritive digerite in contatto con la membrana mucosa per il successivo assorbimento. ü Propulsivo ü Ritentivo ü Rimescolante Tempo di transito: tempo necessario durante il quale il materiale ingerito si sposta da una porzione all’altra dell’intestino ++ movimenti propulsivi= tempo di transito diminuisce --movimenti ritentivi= tempo di transito aumenta Digestione monogastrico 5 di 24  Carlotta Giromini Fisiologia della digestione del monogastrico L'intestino tenue, che comprende il duodeno, il digiuno e ileo, rappresenta il principale sito di assorbimento e contiene i villi intestinali che aumentano notevolmente la superficie di assorbimento. Le secrezioni epatiche, pancreatiche contengono enzimi che partecipano all'idrolisi dei vari componenti alimentari. Alcuni enzimi proteolitici presenti nelle secrezioni sono inizialmente inattivi, sono attivati ​dopo la secrezione nel tratto. Digestione monogastrico 6 di 24  Carlotta Giromini Fisiologia della digestione del monogastrico Digestione: FASE ORALE Ingestione del cibo (prensione) Masticazione (triturazione) che aiuta a rompere grandi particelle di cibo e mescolarle con la saliva, che agisce come un lubrificante ed è un mezzo per la percezione del gusto. La saliva è secreta nel cavo orale da tre coppie di ghiandole salivari: le parotidi, le sub-mandibolari e le sublinguali. Attività amilasica in alcune specie (uomo, nel suino poco attiva) Composizione: 99 % dell'acqua, 1 % contiene mucina, sali inorganici e alpha-amilasi e lisozima. Digestione monogastrico 7 di 24  Carlotta Giromini Fisiologia della digestione del monogastrico Digestione: FASE ORALE Attività amilasica Idrolisi dei legami 1,4-α-D-glucosidici in oligosaccaridi e polisaccaridi contenenti tre residui o più di D-glucosio. Amilasi agisce pertanto su amido, glicogeno e relativi polisaccaridi e oligosaccaridi. v Amilosio (legami 1,4-α-D-glucosidici) è attaccato da –amilasi: da origine a miscela di glucosio e maltosio. v Amilopectina (legami1,4-α-D-glucosidici e 1,6-α-D-glucosidici ramificati): il prodotto di idrolisi in questo caso sarà una miscela di oligosaccaridi ramificati e non, contenenti alta densità di legami 1,6-α-D-glucosidici Digestione monogastrico 8 di 24  Carlotta Giromini Fisiologia della digestione del monogastrico Digestione: FASE GASTRICA stomaco: organo per la digestione di cibo ma anche come organo di deposito. Lo stomaco dei monogastrici è un serbatoio semplice in diretta comunicazione con l’esofago attraverso uno sfintere (CARDIAS), dall’altro con l’intestino tenue (duodeno) mediante il PILORO. Succo gastrico Acqua fattore Pepsinogeno intrinseco acido Sali cloridrico inorganici Muco Digestione monogastrico 9 di 24  Carlotta Giromini Fisiologia della digestione del monogastrico Digestione: FASE GASTRICA La superficie interna dello stomaco è formata da quattro distinte porzioni: La porzione esofagea è un'estensione dell'esofago nello stomaco non sono presenti ghiandole attività di amilasica popolazione microbica attiva (lattobacilli e streptococchi) La porzione del cardia Secrezione di muco contenente una glicoproteina in grado di proteggere l’epitelio dai succhi gastrici Digestione monogastrico 10 di 24  Carlotta Giromini Fisiologia della digestione del monogastrico Digestione: FASE GASTRICA La porzione ghiandolare gastrica superficie e secernente una glicoproteina e muco fucolipido e contiene le cellule parietali che producono acido cloridrico. Inoltre, questa regione produce anche pepsinogeno. La porzione pilorica All'ingresso all'intestino tenue. Questa regione contiene ghiandole, come quelle della regione del cardia, che secernono un muco protettivo. Digestione monogastrico 11 di 24  Carlotta Giromini Fisiologia della digestione del monogastrico Succo gastrico Contiene elevate quantità di HCl e varia per composizione in rapporto con l’attività secretiva, v acido quando intensa attività secretiva (pH 1) v più ricco di mucine ed ad acidità più blanda durante il digiuno (pH 3). Produzione giornaliera elevata nel cavallo anche 30 litri (uomo 1,5-3 litri). Stimolo secretivo: Nella fase cefalica, stimoli come la vista e l'odore del cibo (nervo vago); nella fase gastrica, la secrezione viene mantenuta da sensori chimici e distensione dello stomaco. Infine, la presenza di digerito nel duodeno (fase intestinale) provoca la secrezione da messaggi neurali e ormonali. Digestione monogastrico 12 di 24  Carlotta Giromini Fisiologia della digestione del monogastrico Trasformazione del pepsinogeno in pepsina (pH 1-3). v I pepsinogeni sono le forme inattive dell’enzima proteolitico pepsina (idrolisi proteica-polipeptide di lunghezza variabile e aa). v La secrezione del pepsinogeno in forma inattiva serve a impedire che l'enzima attacchi le cellule che lo hanno prodotto v Attacco dei legami peptidici adiacenti ad aminoacidi aromatici, ad es. Fenilalanina, triptofano, tirosina ma hanno anche un'azione significativa su acido glutammico e la cisteina v Forte azione di coagulazione sul latte (azione simile alla rennina nel vitello e suinetto) Digestione monogastrico 13 di 24  Carlotta Giromini Fisiologia della digestione del monogastrico Le ghiandole gastriche producono – Acido cloridrico (HCl; pH ~ 2) Azione battericida Attivazione degli enzimi digestivi Denatura le proteine – Pepsinogeno Enzima proteolitico inattivo La conversione in pepsina richiede HCl (pepsina demolisce i legami peptidici) Inizia la digestione delle proteine Le ghiandole cardiali e piloriche producono MUCO che protegge le pareti dello stomaco dall’acido e dalla pepsina ed ha azione lubrificante Digestione monogastrico 14 di 24  Carlotta Giromini Fisiologia della digestione del monogastrico Digestione: FASE INTESTINALE Il cibo parzialmente digerito lascia lo stomaco entra nel piccolo intestino, dove è mescolato a secrezioni duodenali, epatiche e pancreatiche. Gran parte della digestione e dell'assorbimento avviene nell'intestino tenue L'intestino tenue si divide in: Duodeno (prevalentemente digestione) Digiuno (digestione e assorbimento) Ileo (prevalentemente assorbimento) Digestione monogastrico 15 di 24  Carlotta Giromini Fisiologia della digestione del monogastrico Digestione: FASE INTESTINALE l'area duodenale è il luogo di miscelazione del digerito e secrezioni e la porzione del digiuno è il luogo di assorbimento. Le ghiandole duodenali producono una secrezione alcalina, che entra nel duodeno attraverso condotti situati tra i villi ed agisce come un lubrificante in grado di proteggere la parete duodenale dall'acido cloridrico che entra dallo stomaco. Bile è secreto dal fegato e passa al duodeno attraverso il condotto biliare. I Sali biliari svolgono un ruolo importante nella digestione attivando la lipasi pancreatica e nell’emulsione dei grassi. Digestione monogastrico 16 di 24  Carlotta Giromini Fisiologia della digestione del monogastrico Digestione: FASE INTESTINALE bicarbonato per Succo Pancreatico neutralizzare gli acidi e per consentire Il pancreas è una ghiandola che si trova nell'anello l’attività degli duodenale e ha due funzioni secretorie: proteasi (es. enzimi tripsinogeno) Il processo endocrino per la produzione di e nucleasi per muco per lubrificare il insulina e il processo esocrino per la produzione la demolizione chilo di proteine e di enzimi digestivi, di acqua ed elettroliti che acidi nucleici insieme formano il succo pancreatico. Le QUANTITà dei diversi enzimi cambia in risposta lipasi enzimi amilasi alla natura della dieta. pancreatiche pancreatica (lipidi) (amidi) Digestione monogastrico 17 di 24  Carlotta Giromini Fisiologia della digestione del monogastrico Digestione: FASE INTESTINALE L'intestino crasso rappresenta la parte terminale dell'apparato digerente. La superficie della mucosa non ha villi, come nell'intestino tenue Più corto e di maggior calibro dell’intestino tenue è suddiviso in: CIECO si svolge anche attività fermentativa - poco importante nel suino e nei carnivori - molto importante nelle specie erbivore monogastriche (cavallo e coniglio) Fermentazione cecale nel cavallo è simile alla fermentazione ruminale Nell’intestino crasso le fermentazioni portano alla sintesi di numerose vitamine soprattutto del complesso B Digestione monogastrico 18 di 24  Carlotta Giromini Fisiologia della digestione del monogastrico Digestione: FASE INTESTINALE COLON (suddiviso in ascendente, trasverso e discendente) ha il compito principale di assorbire l‘H2O. In esso si completa anche l’assorbimento di alcune vitamine e minerali RETTO depositano i prodotti di rifiuto, prima di essere espulsi come feci Digestione monogastrico 19 di 24  Carlotta Giromini Digeribilità Digeribilità teorica o apparente versus Digeribilità reale: rapporto tra le sostanze nutritive ingerite e le sostanze escrete con le feci. Le sostanze alimentari ingerite durante il passaggio attraverso il tubo gastro- intestinale subiscono una sottrazione parziale di sostanze dovuta ai processi di assorbimento. la digeribilità apparente non tiene conto di altre sostanze (es. residui enzimi digestivi, cellule sfaldamento, microorganismi) che transitano nel tubo digerente insieme con l’alimento e che possono avere effetti sulla digeribilità (digeribilità reale). Digestione monogastrico 20 di 24  Carlotta Giromini Digeribilità La stima della digeribilità vdiversa anatomia e fisiologia dell’apparato digerente delle varie specie (fattore intrinseco) vinterazione reciproca fra i diversi alimenti della razione vtrattamenti termici e meccanici a cui sono sottoposti gli alimenti vpresenza di fibra grezza nei foraggi (fattori estrinseci). Digestione monogastrico 21 di 24  Carlotta Giromini Digeribilità Digeribilità è importante parametro per valutare l’uso corretto e razionale di alimenti. La valutazione della digeribilità degli alimenti può essere svolta: In vivo, direttamente sugli animali, calcolando le differenze tra le sostanze alimentari ingerite e quelle che vengono escrete In vitro, in laboratorio utilizzando enzimi digestivi specifici, calcolando la digeribilità apparente che non fornisce risultati precisi ma è protocollo I) meno costoso, II) consente di effettuare numerose prove (replicati) ed III) è importante per stimare la quantità di sostanze nutritive trattenute dall’organismo ed utilizzate nei processi metabolici Digestione monogastrico 22 di 24  Carlotta Giromini Digeribilità degli alimenti: protocollo di digestione in vitro (attività di laboratorio) 0.5g farina di frumento macinata Stomach Pepsin in HCl ph 2 Large intestine Small intestine Viscozyme-L in EDTA Pancreatin in NAOH ph 6.8 Regmi, P. R., Ferguson, N. S., & Zijlstra, R. T. (2009). In vitro digestibility techniques to predict apparent total tract energy digestibility of wheat in grower pigs. Journal of animal science, 87(11), 3620-3629. Digestione monogastrico 23 di 24  Carlotta Giromini Fisiologia della digestione del monogastrico Digestione monogastrico 24 di 24